[发明专利]方向性声音掩蔽

说明书

技术领域

本发明涉及一种被配置用于掩蔽入射在人上的声音的系统。本发明还涉及一种用于在本发明的系统中使用的信号处理子系统、一种掩蔽入射在人上的声音的方法以及一种用于将计算机配置为执行本发明的方法的控制软件。

背景技术

声音掩蔽是向环境中添加自然或人造声音(例如，白噪声)以掩盖不想要的声音。这与有源噪声控制的技术相反。声音掩蔽减少或消除了在给定环境中的预先存在的声音的意识，并且能够使环境更舒适。例如，设备是市售的用于被安装在房间中以便掩蔽否则可能干扰房间中的人的工作或睡眠的声音。

在本领域中已知，不是峰值声级而是峰值到基线声级与由声音引起的对患者睡眠的唤醒的数量相关。因此，通过添加掩蔽声音，用于从睡眠被唤醒的阈值升高，得到更舒适的睡眠环境。参见例如Stanchina，M.Abu-Hijleh,M.Chaudhry,B.K.Carlisle,C.C.Millman,R.P.的文章“The influence of white noise on sleep in subjects exposed to ICU noise”(Sleep Medicine，6(5)，第423至428页，2005)，该文章用于在医院的重症监护病房实施实验的范围内对峰值到基线声级与阈值之间的关系的讨论。

声音掩蔽设备是市售的，声音掩蔽设备以相对宽的频带产生固定声学噪声以减少用户由于周边声音的结果而在他/她的睡眠期间被唤醒的机会。在这些设备中的一些中，扩音器被用于捕获潜在干扰声音以使潜在干扰声音经受分析以便将掩蔽声音调节为干扰声音的强度的水平和干扰声音的谱特性。

市售的声音掩蔽设备通常使用单个扬声器以以相对宽的频带来再现声音，例如，白噪声。市售产品中的一些配有头戴式耳机连接，使得掩蔽声音在产品的操作使用中不干扰附近的人。然而，通过头戴式耳机再现的声音常常仅是单个信道的复制。

US 2013/0170655 A1描述了一种具有扩音器的线路和扬声器的线路的声音掩蔽系统。响应于由扩音器捕获的讲话者的语音来检测讲话者的位置。对扬声器中的每个的延迟被控制使得来自扬声器的声音在其语音待掩蔽的讲话者的方向上到达接收人。

US 2013/170662 A1描述了一种声音掩蔽系统，该声音掩蔽系统利用扩音器拾取声音、提取声学特征量并输出对应于所提取的声学特征量的掩蔽声音。回声消除部分被用来从拾取的声音去除回声。

发明内容

发明人已经认识到，市售的声音掩蔽系统没有将不期望的声音的方向性考虑在内。

关于声音的方向性，参考Jens Blauert的“Spatial Hearing:The Psychophysics of Human Sound Localization”(Cambridge,MA；MIT Press,2001)，尤其参考章节3.2.2。Blauert讨论了一种情况，其中，一组人存在于相同房间内，并且其中，同时进行若干交谈。一位听者能够将他/她的听觉注意力集中在语音的喧嚣当中的特定讲话者，即使在没有面对该特定讲话者的情况下。然而，如果听者塞住他/她的耳朵中的一只，听者对理解该特定讲话者正在说的内容将会有更多的困难。这种心理声学现象在本领域中被称为“鸡尾酒会效应”或“选择性注意力”。关于“鸡尾酒会效应”的更多背景信息参见例如Cherry,E.Colin的文章“Some Experiments on the Recognition of Speech,with One and with Two Ears”(Journal of the Acoustical Society of America，25(5)，第975至979页，1953年)。这种现象起源于这样的事实，即，在具有来自另一入射方向的噪声的环境中，正在听具有特定入射方向的所期望的听觉信号的人，当他/她双耳听(即，利用两只耳朵)时，比他/她单耳听时(即，仅利用一只耳朵)能够更好地识别所期望的听觉信号。换言之，如果人双耳声听而非单耳声听，并且如果所期望的听觉信号和听觉噪声具有不同的入射方向，则人能够在听觉噪声的存在的情况下更好地识别所期望的听觉信号。

发明人现已经将这种情况朝好的方向转变，并提出一种深思熟虑的声音掩蔽情况，其中，不期望的声音由人工生成的噪声掩蔽，所述人工生成的噪声被控制从而具有入射在人上的基本上相同的方向，所述人尽可能少地受声学干扰。